Name: quantification of information encoded by gene expression levels during lifespan modulation under broad-range dietary restriction in c. elegans
Uploaded: 2017-08-16T15:00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans at JoVE.com

Wir bedanken uns bei den Bargmann und Horvitz Labors für Reagenzien. Einige Stämme lieferte die CGC, das von NIH Büro Infrastruktur Forschungsprogramme (P40 OD010440) gefördert wird. Wir danken auch M. Lipovsek für Kommentare auf das Manuskript. Diese Forschung wurde von der Wellcome Trust (Project Grant 087146, Q.C), BBSRC (BB/H020500/1 und BB/M00757X/1, Q.C), European Research Council (NeuroAge 242666, Q.C), US National Institute of Health (R01AG035317 und R01GM088333, H.L) und USA unterstützt. National Science Foundation (0954578, H.L., 0946809 GRFP, M.Z).

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Hier präsentieren wir Ihnen eine neue Methode für diätetische Einschränkung, die eine viel breitere Palette von Lebensmittel-Konzentrationen als zuvor veröffentlichten Protokolle kapselt. Diese Methode verbindet zwei bisher getrennte Phänomene in C. Elegans DR Literatur gesehen, bakterielle Deprivation und klassische diätetische Einschränkung, so dass beide diätetische Effekte zu studierte unter einem Protokoll. Mit dem neuen breiten Palette DR Paradigma, präsentieren wir einen allgemeinen Rahmen für die Prüfung der Einzelzelle Genexpression in Reaktion auf einen spezifischen ökologischen Cue und bestimmen, wie diese Zelle Informationen kodiert. Unser Rahmen besteht aus zwei experimentelle Protokolle, die veranschaulichen, wie Lebensdauer und quantitative Bildgebung, bzw. durchgeführt, unter breiter Palette DR. Data aus dieser experimentelle Protokolle können dann mit der computergestützten Analysen geprüft werden diesem Rahmen, die Informationen kodiert durch Veränderungen in der gen-Expression-Ebenen oder Laufzeiten über verschiedene Lebensmittel-Bedingungen zu quantifizieren.
Lebensdauer-Experimente mit breiter Palette DR Paradigma umfassen sechs verschiedene Lebensmittel Ebenen (Tabelle 1). Dies erfordert einen arbeitsintensiven Ansatz als Prüfung Langlebigkeit unter weniger essen Ebenen wie diätetische Entbehrung10,11 oder über das Essen 2 genetischen Hintergrund35. Prüfung auf Lebensdauer unter einer einzigen Bedingung kann jedoch die Interpretationen der Rolle eines Gens in DR einschränken. Beispielsweise haben wir vor kurzem gezeigt, dass Daf-7 Mutanten eine bidirektionale Dämpfung der Reaktion auf Lebensmittel-Konzentration im Vergleich zum Wildtyp Tiere12 (Abbildung 1A haben). In Ermangelung von Lebensmitteln anzeigen Daf-7 Mutanten eine Verkürzung ihrer Lebensdauer im Vergleich zu Wildtyp-Tieren. Wenn wir nur diätetischen Mangel betrachtet hatte, wir würden haben interpretiert, dass das Daf-7 -gen als notwendig für nur Lebensdauerverlängerung, , Daf-7 Rolle viel komplexer ist. Daher ist das entscheidende Ergebnis dieses Teils des Protokolls, ob ein Gen des Interesses herzustellen modulieren die gesamte Antwort Lebensdauer für Änderungen in Hülle und Fülle Essen beteiligt ist.
Ein großer Vorteil dieses Protokolls im Vergleich zu anderen Methoden ist, dass es eine neuartige Methode verwendet, um Nachkommen Produktion bei den Tieren Lebensdauer Analyse unterziehen zu beseitigen. Die meisten Studien verwenden Sie das Medikament FuDR, um Verbreitung der Keimbahn bei Erwachsenen, wodurch sie steril zu hemmen. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, FuDR Behandlung Zustand und Gen-spezifischen Auswirkungen auf die Lebensdauer17,18,19,20,21, vordringen können die allgemeine Anwendbarkeit in Frage zu stellen. In diesem Protokoll, Beseitigung von Nachkommen Produktion wird erreicht durch eine 24 h Behandlung von Tieren mit Ausrichtung auf das Ei-5 -gen, das hemmt die Bildung von Chitin Eierschale von RNAi befruchtet C. Elegans Eizellen wiederum ihre Tod,22,23. Der Vorteil dieser Methode ist, dass es sehr spät wirkend und so stört nicht die Keimbahn, die ein wichtiger der Langlebigkeit in C. Elegans Regulator.
Eine mögliche Einschränkung des breiten Palette DR Protokolls ist seine Abhängigkeit von der Verwendung von Antibiotika, bakterielle Vermehrung um enge Kontrolle der Bakterienkonzentration gewährleisten zu kontrollieren. Bakterielle Vermehrung im Darm des Wurms ist bekanntermaßen eine Hauptursache des Todes in C. Elegans16. So bakteriostatische Antibiotika, wie z. B. Carbenicillin in NGM Agar verhindert bakterielle Proliferation und erhöht die Lebensdauer der Würmer im Vergleich zu nicht-Antibiotikum Kontrollen16. Bestimmte Antibiotika wie Rifampicin36 und Mitglieder von Tetracyclin Familie37,38, haben gezeigt worden, um Lebensdauer in C. Elegans unabhängig von ihrer Wirkung auf bakterielle verlängern Verbreitung. Allerdings gibt es keine Hinweise in der Literatur, dass entweder Carbenicillin oder Streptomycin Langlebigkeit unabhängig von ihrer Wirkung auf bakterielle Vermehrung erhöhen kann.
Lebensdauer kann als die Ausgabe einer komplexen Berechnung wo Umweltinformationen, geleitet durch Genexpression in neuronalen Netzwerken, Physiologie übermittelt angesehen werden. Unser Protokoll bietet eine Methode um zu verstehen, wie bestimmte Gene beeinflussen diese Strömung von Umweltinformationen. Um diese Frage zu lösen, brauchen wir zuverlässige Bildverarbeitung um die Verteilung von gen Ausdruck Antworten auf die einzelne Zelle Ebene zu bestimmen. Die Möglichkeit, nicht nur die durchschnittliche Antwort der Genexpression, ändert sich in Hülle und Fülle Essen aber auch die vollständige statistische Verteilung von großen Populationen stellt eine wichtige Voraussetzung für die Anwendbarkeit der Methode zu schätzen. Diese genaue Beschreibung der gen Ausdruck Reaktionen auf Lebensmittel Fülle ermöglicht die Anwendung der Informationstheorie, die Informationen kodiert, indem die spezifischen Nervenzellen sowie die Codierung Strategie durch die neuralen Schaltkreis zu quantifizieren.
Die bildgebenden und rechnerische Aspekte der in diesem Protokoll beschriebenen Methoden sind anwendbar auf eine größere Gruppe von biologischen zusammenhängen. In unserer Arbeit konzentrierten wir uns auf ein kleines neuronales Netz beteiligt Essen abfragend, beschränken sich jedoch die Analysen der Informationsverarbeitung Funktionen nicht zu einem bestimmten Zelltyp oder bestimmte ökologische Hinweise. In Zukunft können diese Methoden möglicherweise zu einer größeren Vielfalt an Eingabevariablen, beeinträchtigen keine physiologische Ausgabe erweitert werden. Diese Ansätze trägt zu einem besseren Verständnis der wie gen Regulationsnetzwerke kodieren, Prozess und Informationen zu übermitteln.

Alle Organismen müssen in der Lage zu spüren und reagieren auf Änderungen der Umgebung um ihr Überleben zu sichern. Bei Tieren das Nervensystem ist die primäre Detektor und Wandler von Informationen über die Umgebung und koordiniert die physiologische Reaktion auf Änderungen, die den Organismus überleben1beeinflussen könnten. Essen Fülle ist eine ökologische Cue, die gut in mehreren Kontexten untersucht wird, die nicht nur lebensmittelbezogene Verhaltensweisen wie Nahrungssuche2 regelt, sondern auch Auswirkungen auf die Lebensdauer des Tieres. Die Modulation der Lebensdauer durch Veränderungen in Hülle und Fülle der Lebensmittel ist ein Phänomen bekannt als diätetische Einschränkung (DR) und hat breite evolutionären Erhaltung3.
Der Fadenwurm Caenorhabditis Elegans ist ein leistungsfähiges Modell für grundlegende biologische Fragen. Eine Vielzahl von Techniken entwickelt worden, die Manipulation des Genoms Wurm, wie RNAi und in-Vivo -gen Bearbeitung Techniken zu ermöglichen. Die geringe Größe der Schnecke und seine optische Transparenz eignen sich auch für in-Vivo Bildgebung sowohl transkriptionelle und translationale fluoreszierende Reporter und den Nutzen von Hochdurchsatz-Technologien wie Mikrofluidik4. Zusammen, können diese Tools genutzt werden, um wie neuronale Schaltkreise direkt das Verhalten der Tiere zu untersuchen.
C. Elegans ist ein Bacterivore und mehrere Methoden veröffentlicht worden, die für die präzise Kontrolle der Lebensmittel Fülle zu ermöglichen, durch Manipulation der Bakterienkonzentration5,6,7,8 . Innerhalb der Forschungsgemeinschaft C. Elegans wurde DR in zwei unterschiedlichen Kontexten untersucht. Das erste könnte man "klassische DR", bezeichnen, wie es die Veränderungen als Reaktion spiegelt auf die Verminderung der Zahl der Essen in anderen Organismen. In diesem Zusammenhang führt abnehmender Lebensmittel Fülle von Ad Libitum Ebenen eine steigende Lebenserwartung, bis ein Optimum erreicht ist, nachdem dieser Punkt Langlebigkeit mit weiteren Reduzierung der Nahrung6,7abnimmt, 9. Der zweite Kontext unter dem DR in C. Elegans untersucht worden ist diätetische Entbehrung, in dem die Langlebigkeit der Würmer durch die vollständige Entfernung des bakterielle Nahrung Quelle10,11erhöht ist. In Entchev Et Al. (2015)12, zeigten wir, dass die Komplexität in DR aus diesen beiden unterschiedlichen Paradigmen untersucht werden kann gleichzeitig in einem Kontext bezeichnen wir 'breit-Spektrum DR'. Mithilfe des Protokolls, die unten beschriebenen haben wir eine neue Klasse von Genen identifiziert DR beteiligt, dass bidirektional modulieren die Lebensdauer Reaktion auf Lebensmittel Fülle und neuronale Schaltkreise, die Lebensmittel12 (Abbildung 1) Sinn beteiligt sind.
Die Reaktion des Tieres auf Veränderungen im Umfeld integriert eine Reihe von biologischen Prozessen, die das sensorische System mit komplexen regulatorischen Interaktionen vermitteln Umweltinformationen zur Physiologie zu verknüpfen. Obwohl die mechanistischen Details solcher "Informationsfluss" oft unbekannt sind, können genetische Werkzeuge verwendet werden, erwerben Sie einen Einblick, wie diese komplexe Berechnung unter verschiedenen biologischen Komponenten aufgebaut ist. In unserer neuesten Arbeiten haben wir gezeigt, dass Daf-7 und Tph-1 bei der Übertragung von Umweltinformationen über Lebensmittel Fülle durch einen Lebensmittel-sensing neuronale Schaltkreis beteiligt sind, die Lebensdauer in C. Elegans12 moduliert , 13. durch die Anwendung der mathematischen Rahmens der Informationstheorie14, konnten wir den Betrag von Umweltinformationen in Bezug auf Bits, zu quantifizieren, die durch die Veränderungen der Genexpression in Daf-7 und dargestellt ist Tph-1 in spezifischen Neuronen über verschiedene Lebensmittel Ebenen. Aus diesem Grund konnten wir dann entdecken Sie die Codierung Strategie von dieser neuronale Schaltkreis und wie es genetisch gesteuert wird (Abbildung 2).
In das folgende Protokoll beschreiben wir die Schritte zu verstehen, was die Auswirkungen von Genen von Interesse an spezifische Neuronen sind und wie sie um den Fluss der Informationen über Lebensmittel aus der Umgebung, um Lebensdauer teilnehmen. Im großen und ganzen ist unser Framework aufgeteilt in zwei experimentelle Protokolle und eine rechnerische Workflow. Für die experimentelle Aspekte, es ist wichtig, durch Mutation entstehende Variationen der Gene von Interesse, die unter breit-Bereich geprüft werden kann DR. Faithful transkriptionelle Reporter sind auch notwendig, um die Expression der Gene auf verschiedene Lebensmittel Ebenen zu quantifizieren. Um die rechnerische Analyse diskutiert in unserer Methode durchführen zu können, muss das Dataset von ausreichender Größe, sinnvolle Schätzungen der Ausdruck Distributionen abzugeben. Obwohl wir die Analysen Vorlage Quellcodes vorsehen, muss der Benutzer mit der Sprache der Informationstheorie vertraut sein, ausgiebig in unserem computational Framework verwendet wird. Die Quelltexte sind in R und C++ geschrieben. Daher ist ein gewisses Maß an Programmierung Kenntnisse auch in einer sinnvollen Weise anzuwenden.

<table style="border-collapse:collapse;width:465pt" width="620">
	<colgroup>
		<col style="width:177pt" width="236" />
		<col style="width:67pt" width="89" />
		<col style="width:68pt" width="91" />
		<col style="width:153pt" width="204" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Carbenicillin di-Sodium salt</td>
			<td class="xl18" style="width:67pt" width="89">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18" style="width:68pt" width="91">C1389-5G</td>
			<td class="xl18" style="width:153pt" width="204">Antibiotic</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Streptomycin Sulphate salt</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">S6501-50G</td>
			<td class="xl18">Antibiotic</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">&#160;Isopropyl &#946;-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">I6758-10G</td>
			<td class="xl18">Inducer for RNAi plates</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Sodium Chloride (NaCl)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">71380-1KG-M</td>
			<td class="xl18">Used in S basal, and NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">di-Potassium Hydrogen Phosphate(K2HPO4)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">1.05104.1000</td>
			<td class="xl18">Used in S basal, and NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Potassium di-Hydrogen Phosphate (KH2PO4)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">P9791-1KG</td>
			<td class="xl18">Used in S basal, and NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Magnesium Sulphate (MgSO4)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">M2643-1KG</td>
			<td class="xl18">Used in NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Calcium Chloride (CaCl2)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">C5670-500G</td>
			<td class="xl18">Used in NGM agar</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Sodium Hydroxide (NaOH)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">71687-500G</td>
			<td class="xl18">Used for bleaching</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Pluronic-F127</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">P2443-1KG</td>
			<td class="xl18">Used in imaging</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl19" height="40" style="width:177pt;height:30.0pt" width="236">Sodium Hypochlorite (NaClO)</td>
			<td class="xl18">Sigma-Aldrich</td>
			<td class="xl18">1.05614.2500</td>
			<td class="xl18">Used for bleaching</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">LB Broth</td>
			<td class="xl18">Invitrogen</td>
			<td class="xl20">12780052</td>
			<td class="xl18">Used to grow bacteria</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Adavanced TC 6 cm Tissue Culture plates</td>
			<td class="xl18">Greiner Bio-One</td>
			<td class="xl21" style="width:68pt" width="91">628960</td>
			<td class="xl18">Plates for lifespan</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">CellStar 10cm Tissue Culture plates</td>
			<td class="xl18">Greiner Bio-One</td>
			<td class="xl20">664160</td>
			<td class="xl18">Plates for imaging</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Low Retention P200 tips</td>
			<td class="xl18">Brandt</td>
			<td class="xl20">732832</td>
			<td class="xl18">Tips for handling worms in liquid</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Agar</td>
			<td class="xl18">BD</td>
			<td class="xl20">214510</td>
			<td class="xl18">Agar for NGM, RNAi and NSC plates</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="height:30.0pt">Bacto-peptone</td>
			<td class="xl18">BD</td>
			<td class="xl20">211820</td>
			<td class="xl18">Peptone for NGM, RNAi and NSC plates</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantification of information encoded by gene expression levels during lifespan modulation under broad-range dietary restriction in c. elegans

Sensorische Systeme erlauben Tiere zu erkennen, zu verarbeiten und auf ihre Umgebung reagieren. Essen Fülle ist eine ökologische Stichwort, das tief greifende Auswirkungen auf tierische Physiologie und Verhalten hat. Vor kurzem haben wir gezeigt, dass Modulation der Langlebigkeit in der Fadenwurm Caenorhabditis Elegans durch Essen Fülle komplexer als früher erkannt. Die Reaktionsfähigkeit der Lebensdauer zu Veränderungen im Gastro-Level richtet sich nach bestimmten Genen, die durch die Kontrolle der Informationsverarbeitung innerhalb einer neuronalen Schaltung fungieren. Unser Framework verbindet Genanalyse, Hochdurchsatz-quantitative Bildgebung und Informationstheorie. Hier beschreiben wir, wie diese Techniken verwendet werden können, um jedes Gen zu charakterisieren, die eine physiologische Bedeutung in breiter Palette diätetische Einschränkung hat. Speziell ist dieses Workflows zeigen, wie ein Gen des Interesses Lebensdauer unter breiter Palette diätetische Einschränkung regelt; dann, wie die Expression des Gens mit Gastro-Level variiert zu etablieren; und zu guter Letzt eine unvoreingenommene quantifiziert die Menge an Informationen übermittelt durch Genexpression über Lebensmittel Fülle in der Umgebung. Wenn man mehrere Gene gleichzeitig im Kontext einer neuronalen Schaltung betrachtet, kann diesen Workflow die Codierung Strategie durch die Schaltung aufdecken.

Durch Experimente Lebensdauer auf die Mutanten der Gene von Interesse neben dem Wildtyp N2-Stamm, kann man feststellen, ob dieser Gene eine Rolle in der Nahrung auf breite Palette DR haben. Die Wildtyp-Antwort sollte vergleichbar mit der in Abbildung 1Adargestellt werden. Jede Modulation dieser Reaktion durch die Mutanten, reflektiert durch eine ungleichmäßige Wirkung über Lebensmittel Bedingungen zeigt, dass diese Gene die Fähigkeit des Wurms beeinflussen, Veränderungen in Lebensmitteln Fülle, auf welchen Punkt weitere Untersuchung der korrekt reagieren die Ausdruck und Beantwortung dieser Gene breite Palette DR gerechtfertigt ist. Wenn jedoch die Langlebigkeit der Mutanten nicht signifikant verschieden von dem Wildtyp reagiert haben die Gene keine Rolle bei der transducing der Auswirkungen der breiten Palette DR, zumindest auf der Ebene der mittleren Lebensdauer. Wenn die Mutationen eine gleichmäßige Verschiebung der gesamte Lebensspanne Antwort bewirken haben die Gene eine Lebensmittel-unabhängige Wirkung auf Langlebigkeit. Dies schließt nicht die Möglichkeit, die die Expression der Gene von Interesse ist Essen mehr reagiert, in welchem Fall die Informationen von diesen Genen getragen nicht auf Lebensdauer übertragen wird.
Die nächste Stufe des Protokolls ist es festzustellen, wie Ausdruck Niveaus unter DR breit-Spektrum für die Gene von Interesse zu ändern. Abbildung 1Bzeigen wir dies durch die Levels Ausdruck eines transkriptionelle Reporter von Daf-7, die eine Reaktion auf Änderungen im Gastro-Level in der ASI sensorischen Neuronen zeigt. In eine daf-7(-) Mutante ist die Ausdruck Antwort des transkriptionellen Reporters verändert. Wenn die Gene von Interesse wirklich Essen-auf der Ebene der Lebensdauer reagieren kann man erwarten, dass ihren Ausdruck auch mit Lebensmitteln ändert. Entsprechend sollte ein transcriptional Reporter im mutierten Hintergrund eine veränderte Expressionsprofil als Reaktion auf breite Palette DR haben. Es ist jedoch auch möglich, dass die transkriptionelle Reporter das gen des Interesses an einem Wildtyp-Hintergrund nicht essen eine geschlechtergerechte Änderungen im Ausdruck angezeigt wird. In diesem Fall kann dies eine posttranskriptionale regulierende Wirkung hinweisen, die außerhalb des Anwendungsbereichs dieses Protokolls liegt.
In Diana Et Al. (2017)13, extrahiert wir Ausdruckswerte für Daf-7 in ASI und Tph-1 im ADF und NSM. In Abbildung 2Azeigen wir die Schätzung der Ausdruck Verteilung in ASI und ADF für ein bestimmtes Lebensmittel-Niveau. Mehrere Anzeigen von einzelnen Wurm Bilder ermöglicht es uns, nicht nur die Menge an Informationen, die unabhängig von jedem Neuron, sondern auch die kombinatorischen Informationen der gesamten neuronalen Schaltung (Abbildung 2B-2 C) kodiert zu analysieren. Kombination dieser beiden Informationen-theoretic Maßnahmen ermöglicht es uns, das System in Bezug auf die Codierung Strategie durch die Neuronen Informationsvermittlung über Lebensmittel zu charakterisieren. Der Redundanz in der Schaltung erhalten Sie durch die Summe der gegenseitigen Informationen für jedes Neuron und Subtraktion die gemeinsame gegenseitige Informationen (Kanalkapazität) unter Berücksichtigung der kombinatorischen Auslesen der Schaltung. Ein positiver Wert für diesen Unterschied bezeichnet eine redundante Charakters der Codierung Strategie, weil die kumulative Informationen zwischen den Teilen größer als die eigentliche Information kodiert, indem die gesamte Schaltung ist. Umgekehrt spiegelt ein negativer Wert eine synergistische Strategie, weil die wahre Informationen codiert größer als die Summe seiner Bestandteile (Abbildung 2B ist). Information und Redundanz können über verschiedene Genotypen zu möglichen höheren Ordnung Rollen der Genregulation, zum Beispiel in Diana Et Al. verglichen werden (2017) 13 die Wirkung von Daf-7 Mutation schaltet die Codierung Strategie von redundanten synergistische (Abbildung 2C-2D).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56292/56292fig1.jpg"> 
Abbildung 1 : Reaktion der Lebensdauer und gen Ausdruck unter breiter Palette DR. (A) die mittlere Lebensdauer der Wildtyp N2 Belastung (schwarze Linie) zeigt eine komplexe Reaktion auf breite Palette DR. Das Ausmaß dieser Reaktion ist in einer null-Mutante von Daf-7 -gen (rote Linie) abgeschwächt. Fehlerbalken darzustellen Standardfehler des Mittelwerts, gepoolte Daten aus Entchev Et al. (2015) 12. (B) die mittlere Ausdruck eines transkriptionelle Reporter für das Daf-7 -gen in Wildtyp-Hintergrund (schwarze Linie) auch anzeigen eine komplexe nicht monoton Antwort auf breite Palette DR. Im daf-7(-) genetischen Hintergrund der Ausdruck dieser transkriptionelle Reporter ist sehr gedämpft und zeigt wenig Reaktion auf Änderungen in Gastro-Level. Fehlerbalken darzustellen Standardfehler des Mittelwerts, Daten aus einer einzigen Studie in Entchev Et al. (2015) 12. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56292/56292fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56292/56292fig2.jpg"> 
Abbildung 2 : Computational Methodik. (A) Abbildung der zweidimensionalen Dichte Schätzung der Tph-1 Expression in ADF und Daf-7 Ausdruck in ASI wie aus dem "ks" R-Paket mit einem Rastermaß 30 x 30 zu erhalten. (B) Visualisierung der Informationen kodiert, indem der gemeinsame Ausdruck der Tph-1 und Daf-7 (ganz) und individuell (Summe der Teile) für ADF, ASI und NSM Neuronen. Redundante und synergistische Zeichen der Codierung werden durch die Differenz zwischen der Höhe der gestapelten Balken auf der rechten Seite und die Informationen, die durch die gesamte Leitung verschlüsselt dargestellt. (C) Vergleich zwischen Lebensmittelinformationen kodiert, indem Wildtyp Tiere und daf-7(-) Mutanten. (D) die Reduzierung der Transinformation beobachtet in den Mutanten wird durch einen Schalter in Richtung synergistische Codierung begleitet. Platten B-D sind adaptiert von Diana Et al. (2017) 13. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56292/56292fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bakterienkonzentration (Zellen/ml)</td>
			<td>Optische Dichte (600nm)</td>
			<td>Verdünnungsfaktor (früherer)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.12E + 10</td>
			<td>56.000</td>
			<td>0.00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.00E + 09</td>
			<td>10.000</td>
			<td>5.60</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6.32E + 08</td>
			<td>3.160</td>
			<td>3.16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6.32E + 07</td>
			<td>0.316</td>
			<td>10.00 Uhr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.00E + 07</td>
			<td>0,100</td>
			<td>3.16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0 (S basal)</td>
			<td>0.000</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabelle 1: Essen Ebenen und Verdünnungsfaktoren verwendet in breiter Palette DR. Bakterienl (Zellen/mL) verwendete Konzentrationen im breiten Sortiment DR Protokoll, zusammen mit ihren jeweiligen OD600 Messungen und den Verdünnungsfaktor verpflichtet jede Konzentration von der vorherigen zu erreichen.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td colspan="7">Experimentelle Temperatur Lebensdauer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tag</td>
			<td>12,5 ° C</td>
			<td>15° C</td>
			<td>17,5 ° C</td>
			<td>20° C</td>
			<td>22,5 ° C</td>
			<td>25° C</td>
			<td>27,5 ° C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-12</td>
			<td colspan="7">Alle Stämme zu frischen NGM Platten aufteilen und pflegen bei 20° C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-11</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-10</td>
			<td colspan="7">P0-Generation von daf-7(-) Stämmen einrichten und verwalten bei 20° C (1 L4 pro Platte, 5 Platten)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-9</td>
			<td colspan="7">P0-Generation von Wildtyp-Stämme einrichten und verwalten bei 20° C (1 L4 pro Platte, 5 Platten)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-8</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-7</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-6</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-5</td>
			<td colspan="7">F1-Generation von daf-7(-) Stämmen einrichten und verwalten bei 20° C (1 L4 pro Platte, 90 Platten)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-4</td>
			<td colspan="7">F1-Generation von Wildtyp-Stämmen einrichten und verwalten bei 20° C (1 L4 pro Platte, 30 Platten)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-3</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-1</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0</td>
			<td colspan="7">Wählen Sie F2 L4-Larven, &#62; Ei-5 RNAi-Platten und pflegen bei 20° C (15 L4 pro Platte, 24 Platten)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td colspan="7">NSC-Platten ausgesät mit 2.0E + 9 Zellen/ml-Gastro-Level 1 Tag alt Erwachsene nach und pflegen bei 20 ° C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td colspan="7">Bewegen Sie 2 - Tage alten Erwachsene, NSC-Platten mit experimentellen Speisen Bedingungen ausgesät und experimentelle Temperatur</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>11</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>13</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>14</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>17</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18</td>
			<td>Transfer</td>
			<td>Transfer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>19</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>21</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22</td>
			<td>Transfer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabelle 2: Zeitplan für die Lebensdauer bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt. Schematische Übersicht über die Schritte breit-Spektrum DR Lebensdauer Experimente bei unterschiedlichen Temperaturen mit daf-7(-) und Wildtyp-Stämme als Beispiele einrichten musste. Die Anzahl der Übertragungen auf frische Platten des Levels experimentelle Essen sinkt mit steigender Temperatur. Dies ist für die Tatsache, dass Tiere bei höheren Temperaturen schneller altern und so eine mehr anfällig für körperliche Schäden pro Transfer.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Tagen</td>
			<td>IMA</td></tr></tbody></table>Ging Pipeline
		
		<tr>
			<td>-14</td>
			<td>Chunk-Reporter-Stämme in daf(-) Hintergrund. Halten Sie bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-13</td>
			<td>Chunk Reporter Stämme in Wildtyp-Hintergrund. Halten Sie bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-12</td>
			<td>P0-Generation von daf-7(-) Reporter Stämme eingerichtet. Verwenden Sie 3 L4-Larven pro 10cm NGM Platte. 2 Platten Bedienung und Wartung bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-10</td>
			<td>P0-Generation von Wildtyp-Reporter-Stämme eingerichtet. Verwenden Sie 3 L4-Larven pro 10cm NGM Platte. 2 Platten Bedienung und Wartung bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-8</td>
			<td>F1-Generation daf-7(-) Reporter Stämme eingerichtet. Verwenden Sie 3 L4-Larven pro 10cm NGM Platte. 12 Platten Verwendung und Wartung bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-6</td>
			<td>Richten Sie die F1-Generation von Wildtyp-Reporter-Stämmen. Verwenden Sie 3 L4-Larven pro 10cm NGM Platte. 4 Platten Verwendung und Wartung bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-3</td>
			<td>Bleichen daf-7(-) Reporter Stämme Nachmittag (~ 5 Uhr) und Eiern auf 3 10cm NGM Platten zu hinterlegen und pflegen bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-2</td>
			<td>Bleichmittel Wildtyp Reporter Stämme in Morgen (~ 10 bin) und Kaution Eiern auf 3 10 cm NGM Platten und pflegen bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0</td>
			<td>Waschen Sie L4 auf 10 cm Ei-5 RNAi Teller. 3 Platten pro Stamm Bedienung und Wartung bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>Waschen Sie 1 Tag Erwachsene NSC Platten ausgesät mit 2.0E + 9 Zellen / ml. 3 Platten pro Stamm Bedienung und Wartung bei 20 ° C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>Wash 2 Tag Erwachsene NSC Platten ausgesät mit experimentellen Speisen. Verwenden Sie 3 Platten pro Sorte und Verlagerung auf experimentelle Temperatur.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Transfer zum frischen NSC-Platten. 3 Platten pro Stamm zu verwenden und auf experimentelle Temperatur zu halten.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>Transfer zum frischen NSC-Platten. 3 Platten pro Stamm zu verwenden und auf experimentelle Temperatur zu halten.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td>Wählen Sie Tiere aus Platten und bereiten Sie für die Bildgebung.</td>
		</tr>
	

Tabelle 3: Zeitplan für imaging Pipeline. Schematische Übersicht über die notwendigen Schritte zur breiten Palette DR imaging Experimente mit fluoreszierenden transkriptionelle Reporter Stämme daf-7(-) und Wildtyp Hintergrund bei unterschiedlichen Temperaturen als Beispiele einrichten.

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Quantification of Information Encoded by Gene Expression Levels During Lifespan Modulation Under Broad-range Dietary Restriction in C. elegans

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Maintaining Biological Cultures and Measuring Gene Expression in Aphis nerii: A Non-model System for Plant-insect Interactions

Maintaining Biological Cultures and Measuring Gene Expression in Aphis nerii: A Non-model System for Plant-insect Interactions

Aufrechterhaltung der biologischen Kulturen und Messung der Genexpression in Aphis Nerii: Non-Modellsystem für Pflanzen-Insekten-Interaktionen

Aphids are excellent experimental models for a variety of biological questions ranging from the evolution of symbioses and the development of polyphenisms ...